Question

10．（1）在做測(cè)定金屬電阻率的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬的阻值約為5Ω．
①某同學(xué)先通過(guò)螺旋測(cè)微器測(cè)量一薄的金屬圓片厚度，如圖1所示，則螺旋測(cè)微器所示金屬圓片厚度的測(cè)量值為3.471mm．
②實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備用來(lái)測(cè)量該電阻值的實(shí)驗(yàn)器材除開(kāi)關(guān)及若干導(dǎo)線外，還有：
電壓表V₁：（量程0-3V，內(nèi)電阻約為15kΩ）；
電壓表V₂：（量程0-15V，內(nèi)電阻約為75kΩ）；
電壓表A₁：（量程0-3A，內(nèi)電阻約為0.2Ω）；
電壓表A₂：（量程0-600mA，內(nèi)電阻約為3Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₁：（最大阻值為10Ω，額定電流為2.0A）；
滑動(dòng)變阻器R₂：（最大阻值為1000Ω，額定電流為0.5A）；
直流電源、電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)電阻約為0.3Ω）；
正常實(shí)驗(yàn)中為減少測(cè)量誤差，且電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化，并能多測(cè)幾組電流、電壓值，以便畫出電流-電壓的關(guān)系圖線，則電壓表應(yīng)選用V₁（填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)），電流表應(yīng)選用A₂（填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)），滑動(dòng)變阻器選用R₁（填實(shí)驗(yàn)器材的代號(hào)）．
③這位同學(xué)在一次測(cè)量時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)如圖2所示，由圖中電流表、電壓表的讀數(shù)可計(jì)算出待測(cè)金屬的電阻為5.2Ω．（結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位）
（2）在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中：
①某同學(xué)按如圖3甲所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在圖3乙中部分導(dǎo)線已連接，請(qǐng)用筆畫代替導(dǎo)線將電路補(bǔ)充完整，要求變阻器滑至最左端時(shí)，其使用電阻值最大．
②該同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)測(cè)量作出如圖3丙中的U-I圖象，由該圖象可求出被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.4V，內(nèi)電阻r=0.67Ω．（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）本題①的關(guān)鍵是明確螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)注意半毫米刻度線是否露出，需要估讀，都要分別讀出整數(shù)部分和小數(shù)部分，然后相加．②題的關(guān)鍵是根據(jù)電動(dòng)勢(shì)大小和估算電流大小來(lái)選擇電表的量程；明確若要求電表讀數(shù)從零調(diào)，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接法；③的關(guān)鍵是電表的讀數(shù)要求，注意估讀方法有“$\frac{1}{10}$”、“$\frac{1}{5}$”、“$\frac{1}{2}$”三種方式；
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖；
②由實(shí)驗(yàn)原理可得出對(duì)應(yīng)的圖象，根據(jù)原理圖可得出實(shí)物圖；
由閉合電路歐姆定律可得出函數(shù)關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)公式及圖象可明確電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）①千分尺固定刻度露出了3.0mm，中軸線對(duì)齊為0.471mm，所以螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為：d=3.0mm+47.1×0.01mm=3.471mm
②因電動(dòng)勢(shì)E為3V，所以為了測(cè)量準(zhǔn)確宜用電壓表電V₁；
若3V電壓全部加在待測(cè)電阻上，其電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3}{5}$=0.6A，所以電流表應(yīng)選A₂；
又題中要求電表讀數(shù)從零開(kāi)始變化，并能多測(cè)幾組電流、電壓值，故宜選用分壓式電路；
因待測(cè)金屬的阻值約為5Ω，因此滑動(dòng)變阻器選取阻值較小的R₁，
③電流表讀數(shù)為I=0.46A，電壓表讀數(shù)為U=2.40V，
所以待測(cè)電阻R=$\frac{U}{I}$=5.2Ω
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：
；
②由U=E-Ir可知：U-I圖象中圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)；
故E=1.40V；
圖象的斜率表示內(nèi)阻；故r=$\frac{1.40-1.00}{0.60}$=0.67Ω；
故答案為：（1）①3.471（±0.002）；
②V₁，A₂，R₁；③5.2；
（2）①實(shí)物連線如圖；      
②1.4，0.67．

點(diǎn)評(píng) 遇到電學(xué)實(shí)驗(yàn)題要注意以下幾點(diǎn)：1．通過(guò)估算選取電表的量程；2．伏安法時(shí)注意電流表內(nèi)外接法的選擇方法；3．注意滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法時(shí)的條件；
本題考查伏安法測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)的原理圖及根據(jù)圖象分析處理數(shù)據(jù)的方法．